予備実験によれば、機械学習アルゴリズムは、電子メールを読むだけで、脳が末期の肝疾患でドロドロになりつつあるかどうかを判定できるかもしれない。
ESLD(慢性肝不全)は、数ヶ月から数年かけてゆっくりと進行します。多くの場合、肝硬変によって引き起こされます。肝硬変では、損傷した肝臓の瘢痕組織が健康な細胞を侵食し、最終的に肝臓が効果的に機能しなくなります。その結果、通常は肝臓によって除去される血流中の毒素が時間の経過とともに蓄積し、脳血液関門を通過して脳損傷を引き起こす可能性があります。
患者は集中力が低下し、記憶力に問題が生じ、周囲の環境への反応や対応が遅くなります。現在、ジョンズ・ホプキンス大学(JHU)とメリーランド州ボルチモアにある医療系非営利団体ケネディ・クリーガー研究所の研究者グループは、ESLD患者の認知障害は、コミュニケーション方法を分析することで検出できると考えています。
今月npj Digital Medicineに掲載された論文には、肝臓移植を受けたESLDと診断された患者81人の電子メールと、まだ新しい肝臓を移植されていないELSD患者81人の対照群が送ったメッセージを比較した実験について記載されている。
被験者全員は、個人の電子医療記録から抽出したメールを介して医療従事者とコミュニケーションをとっていました。研究者たちは、様々な自然言語処理(NLP)アルゴリズムを用いてメッセージを分析し、文や単語の長さ、使用されている単語の種類、メッセージにおける名詞と動詞の比率といった特性を調べました。
本研究に参加した各患者は、末期肝疾患(ESLD)の重症度を記述する「末期肝疾患モデル(MELD)」システムを用いてスコア付けされました。スコアが低いほど病状が軽度であることを示し、最高スコアの40は肝移植が緊急に必要であることを示します。
「MELDスコアが最も高かった患者の場合、移植前は1単語あたりの文字数が少なく、6文字以上の単語も少なく、1文あたりの単語数が多かったことがわかりました」と、本研究の共著者であり、ジョン・ホプキンス大学の計算言語学者であるマスード・ルーヒザデ氏は述べています。「まるで、自分の意思を伝えるために言葉を探しているかのようでした。」
MELDスコアが最も高かった81人のメールは、肝移植後に再度調査されました。神経学的状態が改善したため、文章力も向上していました。彼らはより明瞭に表現できるようになり、より長い単語やより簡潔な文章を使うことができるようになりました。
以下は肝臓移植の前後に患者が書いたメッセージの例です。
以前:「妻から、障害保険会社にFAXを送る際に、以下の情報(記載すべき情報リスト)を記載していただくよう依頼されました。フルタイムで仕事に復帰し、再び休職すると、給付金が支給されるかどうか、また支給されるまでに長い期間を待たなければなりません。」
後:「ちょっとした休暇を取って、3日間町を離れる予定です。妻が大丈夫かどうか確認したいと思っています。」
NLPテストは、医師が誰が最も肝臓移植を必要としているかを判断するのに役立ちます
研究者らは、移植後の電子メールと、MELDスコアが低く肝臓移植を受けていない対照群の患者が書いた電子メールを比較したところ、両グループとも脳損傷のリスクが低いため、同様のパターンが見つかった。
「患者が作成したメッセージにNLPを適用した結果、移植後に解消される言語的差異(短い単語で長い文)が特定されました。NLPはESLDにおける認知障害を検出する機会を提供する可能性がある」と論文は述べている。
しかし、この結果は現時点では概念実証に過ぎません。研究者たちは、ESLD患者が肝移植を必要とするかどうかを検証するための臨床試験にNLPアルゴリズムを適用する必要があります。肝移植前後のグループのデータ量もかなり偏っており、後者のグループは対照群と比較して平均して多くのメールを送信していました。
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「我々の研究結果が、ESLDだけでなく認知障害に関連する他の疾患を持つより大規模な集団で再現できれば、これらの疾患を特定し、スクリーニングし、病気の進行をモニタリングする絶好の機会となるかもしれない」と論文は述べている。
肝臓は移植臓器の中で2番目に多く、2017年には8,000人以上の米国ESLD患者が手術を受け、さらに14,000人が待機リストに登録されています。患者の約20%は肝硬変による脳障害の中で最も重篤な肝性脳症を発症する可能性があると推定されており、患者の43%は1年後に死亡します。
「現在、肝移植を必要とする患者の認知異常を特定する信頼できる方法がない」と、研究の共著者でジョン・ホプキンス大学(JHU)の助教授ダグラス・モーグル氏は述べた。
「私たちの研究結果は、NLPが認知問題の早期診断、問題の管理の指針となり、ドナー臓器が見つかるまでの患者の生活の質の向上に役立つ可能性があることを示唆しています。」®